Kết hợp các lỗ khoan trong bước lập dự án ñầu tư, có thể mô tả sơ lược các lớp ñịa tầng ảnh hưởng trực tiếp ñến ổn ñịnh nền ñường như sau: Lớp 1b: ðây là lớp ñất ñắp và ñất thổ nhưỡng..
Trang 1TRƯỜNG ðẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI
-*** -
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
ðỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG
Tên tiểu luận: “Giải pháp xử lý lún và trượt nền ñường ñầu cầu
Km6+255-:-Km6+280 Dự án ñầu tư XDCT tuyến ñường vành ñai II (ðoạn: Nhật Tân - Cầu Giấy)”
HÀ NỘI - 2015
Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn ðức Mạnh
Học viên thực hiện: Trần Tuấn Hưng
Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT
C(Bắc Cạn)
Trang 2Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
TÍNH TOÁN SƠ BỘ VÀ LẬP PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ CHO TUYẾN đƯỜNG VÀNH đAI II (đOẠN : NHẬT TÂN Ờ BƯỞI Ờ
CẦU GIẤY KM6+255 -:- KM6+280 ) 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH đOẠN TUYẾN đI QUA
1.1.1 Giới thiệu về tuyến ựường vành ựai II Ờ Hà Nội
Dự án phát triển giao thông ựô thị Hà Nội, hợp phần ựường bộ, tuyến ựường vành ựai II (đoạn Nhật Tân - Bưởi - Cầu Giấy) nâng cấp, cải tạo, mở rộng hệ thống giao thông ựường bộ Tăng cường khả năng vận tải hành khách công cộng của thành phố Hà Nội đây là một hạng mục rất quan trọng của Dự
án phát triển giao thông ựô thị Hà Nội
a) đoạn ựường gom phắa đông của ựường chắnh từ Km4+680 ựến Km 5+880; dài 1.200m
b) đoạn ựường ven sông Tô Lịch xây dựng với nguồn vốn JBIC nằm ở phắa Tây của ựường chắnh, từ Km3+800 ựến Km5+880, dài khoảng 2.000 mét
c) được chia thành các gói thầu với phạm vi như sau:
Ớ Gói thầu XL2 : Km5+700 -:- Km6+537.13 ( L = 837.13m)
Ớ Gói thầu XL3: Km3+780 -:- Km4+960 ( L = 1180.0m)
Ớ Gói thầu XL4: Km4+960 -:-Km5+700 ( L = 740.0m)
d) Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật
Theo quyết ựịnh số 3053/Qđ-BGTVT ngày 22/10/2010 của Bộ Giao thông vận tải về việc phê duyệt Dự án thì ựoạn tuyến có quy mô như sau:
- Cấp ựường: đường ựô thị theo tiêu chuẩn TCVN 4054-2005
- Vận tốc thiết kế: Vtk = 40km/h;
- Bề rộng nền ựường: Bn = 19-25.5m;
- Bề rộng mặt ựường: Bm = 19.5m;
- Mặt ựường bê tông nhựa
Trang 3Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Hình 1.1 Bản ñồ vị trí dự án xây dựng
1.1.2 ðặc trưng ñịa chất của tuyến ñường Vành ñai II
1.1.2.1 ðịa tầng
Trang 4Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Căn cứ hồ sơ khảo sát ñịa chất do Công ty cổ phần Việt Delta thực hiện năm 2009 Kết hợp các lỗ khoan trong bước lập dự án ñầu tư, có thể mô tả sơ lược các lớp ñịa tầng ảnh hưởng trực tiếp ñến ổn ñịnh nền ñường như sau:
Lớp 1b: ðây là lớp ñất ñắp và ñất thổ nhưỡng Thành phần của lớp là sét pha, nâu gụ, nâu hồng, cát ñắp nền lẫn gạch vỡ, rễ cây Trạng thái chặt vừa – chặt Chiều dày trung bình (0,4m - 1,8m) Trong quá trình tạo mặt bằng thi công xử lý ñất yếu sẽ ñược san ủi bóc bỏ bớt nên có thể bỏ qua lớp này không ñưa vào tính toán
Lớp 2: Thành phần của lớp là sét pha, nâu gụ, vàng, nâu xám Trạng thái dẻo cứng Chiều dày thay ñổi (0,5m - 6,0m) ðây là lớp vỏ cứng có trạng thái khá tốt
Lớp 3: Thành phần là sét pha, nâu gụ, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng Lớp này xuất hiện cục bộ tại Km5+346 , lớp có chiều dày khoảng (3,0 - 3,5m)
Lớp 4: Thành phần là sét pha, màu xám nâu, xám ghi, xám vàng, trạng thái dẻo mềm – dẻo chảy Lớp này có chiều dày 1,5m - 2,0m và gặp cục bộ tại Km5+200, Km5+549 ðây là lớp ñất yếu cần quan tâm xử lý trong quá trình thi công
Lớp 5: Thành phần là sét, màu xám nâu, nâu gụ, trạng thái dẻo dẻo chảy-chảy, có lẫn hữu cơ Lớp này có chiều dày 4,5m - 5,5m và gặp cục bộ tại Km5+200 ðây là lớp ñất rất yếu cần quan tâm xử lý triệt ñể trong quá trình thi công
Lớp 6: Thành phần là bùn sét, sét pha, màu xám nâu, xám ghi, ñôi chỗ xen kẹp cát, trạng thái dẻo mềm – dẻo chảy Lớp này có chiều dày 2,0m - 2,5m và gặp cục bộ tại Km5+200, Km5+549 ðây cũng là lớp ñất yếu cần quan tâm xử
lý trong quá trình thi công
Lớp 7: Thành phần là bùn sét, lẫn hữu cơ, màu xám ñen, xám tro, trạng thái chảy Lớp này có chiều dày 1,5m - 2,5m và gặp cục bộ tại Km5+549 ðây là lớp ñất rất yếu cần quan tâm xử lý triệt ñể trong quá trình thi công
Trang 5Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Lớp 7a: Thành phần của phụ lớp là cát nhỏ, màu xám nâu, xám trắng, trạng thái kém chặt ñến chặt vừa Phụ lớp này mới chỉ gặp ở môt số lỗ khoan cống hộp Chiều dày phụ lớp thay ñổi từ 5.0m ñến 8.0m
Lớp 8: Thành phần là bùn sét, lẫn hữu cơ, màu xám ñen, nâu gụ, xám tro, trạng thái chảy Lớp này có chiều dày 3,5m ñến lớn hơn 4,5m và gặp cục bộ tại Km5+549 và chưa khoan qua lớp này nên chiều dày thực tế chưa xác ñịnh ðây
là lớp bùn yếu cần quan tâm xử lý triệt ñể trong quá trình thi công
Lớp 9b: Thành phần của lớp là cát nhỏ, màu xám xám vàng, nâu vàng, lẫn sạn sỏi, trạng thái chặt vừa – chặt ðây là lớp ñất tốt, phạm vi phân bố tại ñáy các lỗ khoan tường chắn và cầu
1.1.2.2 Chỉ tiêu cơ lý
Dưới ñây là bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp nền ñất trong phạm vi gói thầu:
Bảng 1.1: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp ñất nền dùng cho tính toán
Bảng 1.2: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các lớp ñất nền dùng cho tính toán
Trang 6Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 5
1.2 TÍNH TOÁN CỤ THỂ TUYẾN ðƯỜNG VÀNH ðAI II – HÀ NỘI ðOẠN KM6+255 -:- KM6+280
1.2.1 Yêu cầu tính toán:
Dự án phát triển giao thông ñô thị Hà Nội, hợp phần ñường bộ, tuyến ñường vành ñai II (ðoạn Nhật Tân - Bưởi - Cầu Giấy) nâng cấp, cải tạo ñược thiết kế theo tiêu chuẩn ñường ñô thị, tốc ñộ thiết kế Vtk = 40Km/h Do ñó, yêu cầu tính toán phải tuân thủ theo quy trình khảo sát thiết kế nền ñường ôtô ñắp trên ñất yếu 22TCN262-2000, cụ thể như sau:
Ổn ñịnh trượt:
Hệ số an toàn khi thi công nền ñắp: Fs1 ≥ 1,20 (theo phương pháp Bishop);
Hệ số an toàn khi khai thác: Fs2 ≥ 1,40 (theo phương pháp Bishop)
Ổn ñịnh lún:
ðể ñảm bảo tính êm thuận của nền ñường, yêu cầu về ñộ lún dư ñược ñánh giá qua ñộ lún còn lại tại tim ñường (Sr) khi hoàn thành phải thỏa mãn:
ðộ lún dư nền ñường: Sr ≤ 10cm
1.2.2 Các thông số tính toán:
1.2.2.1 Nền ñắp:
Chiều cao ñắp tính toán: Do ñiều kiện ñịa hình tại vùng này ñi song song với sông Tô Lịch nên hệ thống tuyến ñược chia thành hai hạng mục: ñường gom (ñi trùng với ñường hiện tại) và ñường chính (ñi cao cùng hệ thống tường chắn có cốt MSE) Do ñó, chiều cao nền ñắp ñưa vào tính toán lún và ổn ñịnh sẽ tính ñến cao
ñộ trung bình cộng giữa ñáy tự nhiên và ñỉnh kết cấu của tuyến chính Chiều cao tính toán ổn ñịnh sẽ phụ thuộc vào biến ñổi ñịa hình thực tế trên mặt cắt ngang ñể kiểm toán (kiểm toán tại mặt cắt mất ổn ñịnh nhất)
Chiều rộng nền ñường tuyến chính: Bn=19,0 -21,0m
Trang 7Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 6
Taluy ñắp (tường chắn MSE): 1/0
1.2.2.2 Vật liệu ñắp:
Là cát ñắp K95 qui ñổi tương ñương từ dung trọng (γi) và chiều dầy (hi) của lớp ñất ñắp và các lớp móng, áo ñường theo biểu thức:
∑
=
i
i i E
h
h
γ γ
γE=1,90 (T/m3); ϕ=30o
1.2.2.3 Thời gian thi công nền:
Thời gian thi công nền dự kiến không quá 5 tháng
1.2.2.4 Tải trọng phân bố:
Theo Quy trình 22 TCN 262-2000 hoạt tải ñược tính theo sơ ñồ sau:
l
e /2 b d b e /2
B
e d n b n B
l B
G n q
+
− +
=
=
) 1 (
Hình 1.2 Phân bố hoạt tải
Trong ñó:
- n: Số xe tối ña có thể xếp ñược trên phạm vi bề rộng nền ñường (=4 xe);
- G: Trọng lượng một xe (T);
- B=19 - 21m: Bề rộng phân bố ngang của các xe lấy bằng bề rộng nền ñường;
Trang 8Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 7
- l: Phạm vi phân bố tải trọng xe theo hướng dọc (m);
- Xe H30: G=30T; l=6,6m; b=1,8m; d=1,3m; e=0,6m
Căn cứ vào sơ ñồ xếp xe trên mặt cắt ngang bố trí ñược 4 xe, vì vậy hoạt tải kiểm toán khi ñưa công trình vào khai q = 1,57(T/m), trong quá trình thi công q = 1,0(T/m)
1.2.3 Tính toán kiểm tra nền ñường khi chưa có giải pháp xử lý ñất yếu :
1.2.3.1 Khi chưa có giải pháp xử lý
a) ðộ lún ổn ñịnh nền ñường khi chưa có giải pháp xử lý:
Từ kết quả tính toán bên dưới thấy rằng:
- ðộ lún cố kết Sc = 40 cm
- ðộ lún trong thời hạn 2 năm khi thi công sau nền ñắp St = 9 cm
- ðộ lún dư còn lại trong thời hạn 2 năm khi thi công nền ñường:
+ ∆Sr= 40- 9cm > 31 cm (Do nền ñường ñầu cầu) Cần có biện pháp xử lý lún nền ñường
Chi tiết tính toán lún khi chưa xử lý như bên dưới ñây:
Trang 9Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 8
Trang 10Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 9
b) ðộ ổn ñịnh tổng thể nền ñường khi chưa có giải pháp xử lý:
Từ hình 1.3 bên dưới thấy rằng Fs = 1.3 < 1.4 Cần có giải pháp xử lý ổn ñịnh tổng thể
Hình 1.3 Kiểm toán ổn ñịnh tổng thể khi chưa có giải pháp xử lý nền ñường
Trang 11Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 10
Hình 1.4 Mặt cắt ngang ñiển hình bố trí cọc xi măng ñất ñường vành ñai II
1.2.3.2 Khi có giải pháp xử lý nền ñất yếu bằng cọc xi măng ñất CMD
Xử lý nền ñất yếu bằng giải pháp cọc xi măng ñất CMD
Trang 12Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 11
Thông số xử lý:
+ Chiều dài CMD, L=23m
+ ðường kính cọc D = 0.6m
+ Bố trí mạng lưới hình vuông @1.6m
Kết quả tính toán:
- Về ñộ lún:
+ ðộ lún cố kết sau xử lý: Scxl = 0.08m = 8 cm
+ ðộ lún trong thời hạn 15 năm ñầu St15năm = 8cm < 10cm ðảm bảo ñộ lún dư theo quy ñịnh
- Về ñộ ổn ñịnh:
+ ðộ ổn ñịnh tổng thể sau khi xử lý cọc xi măng ñất:
Fsxl = 1.64 > Fso = 1.4 ðảm bảo ổn ñịnh tổng thể
Chi tiết kết quả tính toán xử lý bằng giải pháp cọc xi măng ñất xem tính toán như tính toán dưới ñây
Trang 13Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 12
Trang 14Lớp: Cao học ngành Kỹ thuật XDCTGT C(Bắc Cạn) Khóa: 23.1
Học Viên: Trần Tuấn Hưng Page 13
